Totalreflexion
Totalreflexion bezeichnet das Phänomen, dass ein Lichtstrahl ab einem bestimmten Winkel an einem Mediumsübergang komplett reflektiert wird, statt nur gebrochen zu werden.
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Merke
Totalreflexion tritt nur beim Übergang von optisch dichteren zu optisch dünneren Materialien auf.
Dies geschieht, weil der Brechungswinkel (siehe Brechung) größer als 90° wird.
Grenzwinkel
Den Winkel, ab dem eine Totalreflexion auftritt, nennt man Grenzwinkel $\alpha _G$
Man berechnet ihn mithilfe des Brechungsgesetzes:
$n_1 \cdot \sin(\alpha) = n_2 \cdot \sin(\beta)$
Den Grenzwinkel $\alpha _G$ finden wir also, sobald für den Brechungswinkel gilt:
$\beta = 90°$ $\Rightarrow \sin{\beta}= \sin{90°} = 1$
Setzen wir das in unsere Formel ein, erhalten wir:
$\sin(\alpha _G) = \frac{n_2}{n_1}$ $\Rightarrow \alpha _G =\arcsin(\frac{n_2}{n_1})$
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Info
Genutzt wird dieses Phänomen z. B. in Lichtleiter- bzw. Glasfaserkabeln.